一种基于任务相关性的物联网终端调度策略研究

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物联网被视为信息科技产业的第三次革命,将广泛应用于各个领域中。物联网终端完成物理世界信息的感知并实现物-物和物-人之间的信息交互,其地位至关重要。由于成本、功耗等因素影响,物联网终端的计算能力和存储能力受限,导致终端任务执行效率低,响应速度慢。考虑到物联网终端中的许多任务之间存在相关性的特点,为合理调度有限的计算和存储资源进而提高运行效率,本文提出基于任务相关性的调度策略,该策略包含了任务调度和存储资源调度两个部分,主要研究内容如下:1.针对物联网终端任务间存在相关关系的特点,本文提出一种基于任务相关性的任务调度策略。该策略设计了以作业轮询组为主体的任务模型,根据任务的执行时间建立了优先级因子矩阵并以此作为任务调度的凭据。在每个任务执行完毕后生成以任务相关性为参数的增量矩阵用以动态修改任务优先级,使前驱任务能优先执行;对于实时性要求较高的非周期任务采用了构建临时作业轮询组的方式进行抢占调度。仿真结果表明,该策略能够有效提升终端的任务吞吐量,缩短非周期任务响应时间。2.针对物联网终端中内存资源紧张的问题,进一步提出基于任务相关性的存储资源调度策略。该策略利用熵权法计算任务迁出权重并根据使用数据段的任务数量为每个数据段设置装载优先级,当内存使用量超过阈值后根据任务迁出权重和装载优先级选择合适的数据段从内存迁出至外存,使相关性强的任务的内存需求能够优先满足。仿真结果表明,该策略能够有效减少内存过载对任务吞吐量和非周期任务响应时间产生的影响。综上所述,本文从物联网终端中任务间具有的相关性入手,对任务调度和存储资源调度进行了研究,并分别通过搭建仿真测试平台进行了相关性能的测试验证,结果表明所提策略在任务集具有相关性环境下能够有效提升任务吞吐量并缩短非周期任务响应时间。
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